JPWO2016117119A1 - 撮像装置および内視鏡 - Google Patents
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Abstract
撮像装置１は、シリコン層１０と、酸化シリコンよりも低誘電率の絶縁体を含む再配線層２０と、カバーガラス４０と、を具備し、シリコン層１０に、切り欠き部１９があり、切り欠き部１９に配線１４を有し、配線１４が、切り欠き部１９に露出している再配線層２０の低誘電率の絶縁体の少なくとも一部を覆っておらず、切り欠き部１９が、絶縁材料からなる第１の保護膜５０を介して、金属材料からなる第２の保護膜６０で覆われている。
Description
本発明は、受光部が形成されたシリコン層と、前記シリコン層に配設された、複数の導体層および低誘電率材料を含む複数の絶縁層とを有する再配線層と、前記再配線層を覆うように接着されたカバーガラスと、を具備する撮像装置、および前記撮像装置を具備する内視鏡に関する。
ＣＭＯＳ撮像素子等からなる受光部が主面に形成されたチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）型撮像装置は、小径であることから内視鏡に広く用いられている。半導体技術により作製された微細パターンからなる受光部と、信号ケーブル等が接続される大きな接合電極との整合性を取るために、ＣＳＰ型撮像装置には、複数の導体層と複数の絶縁層とが積層された再配線層が不可欠である。ＣＳＰ型撮像装置では、再配線層の側面が外周部に露出している。また、シリコン層に貫通孔等を形成している場合には、貫通孔の底面にも再配線層が露出している。
近年、撮像装置の高性能化のために、再配線層の絶縁層として酸化シリコンよりも比誘電率ｋが低い材料、いわゆるＬｏｗ−ｋ材料を用いることが検討されている。
しかし、Ｌｏｗ−ｋ材料は、耐湿性／耐水性、すなわち水分（水蒸気等）の浸透に対する耐性において従来の絶縁層材料よりも劣っている。Ｌｏｗ−ｋ材料を絶縁層とする撮像装置は、Ｌｏｗ−ｋ材料が露出しているため、信頼性が十分ではないおそれがあった。すなわち、Ｌｏｗ−ｋ材料からなる絶縁層に水分が浸透すると、比誘電率が上昇して寄生容量が増加し信号遅延が生じることにより動作不良が発生したり、導体層の導体が腐食したりするといった問題が生じるおそれがあった。
なお、日本国特開２０１２−２８３５９号公報には、接着剤を介してガラス基板を接着した半導体基板に、裏面からのエッチングにより貫通孔を形成し、貫通孔に配線を配設するＣＳＰ型の半導体装置が開示されている。
本発明の実施形態は、小型で信頼性の高い撮像装置、および小径で信頼性の高い内視鏡を提供することを目的とする。
実施形態の撮像装置は、受光部が受光する光が入射する受光面と、複数の接続端子が配設された対向面と、を有するシリコン層と、前記受光部と電気的に接続された導体を含む複数の導体層と、酸化シリコンよりも低誘電率の絶縁体を含む複数の絶縁層と、を有する、前記シリコン層の前記受光面に配設された再配線層と、前記再配線層を覆うように接着された透明部材と、を具備し、前記シリコン層の一部に、前記対向面側からエッチングされ前記再配線層まで到達しているエッチング領域があり、前記エッチング領域の底面に露出している前記再配線層の導体と電気的に接続されており、前記エッチング領域の壁面を介して前記対向面の接続端子まで延設されている、配線を有する、撮像装置であって、
前記配線が、前記エッチング領域の前記底面に露出している前記再配線層の絶縁層の少なくとも一部を覆っておらず、前記エッチング領域が、絶縁材料からなる第１の保護膜を介して、金属材料からなる第２の保護膜で覆われている。
前記配線が、前記エッチング領域の前記底面に露出している前記再配線層の絶縁層の少なくとも一部を覆っておらず、前記エッチング領域が、絶縁材料からなる第１の保護膜を介して、金属材料からなる第２の保護膜で覆われている。
別の実施形態の内視鏡は、受光部が受光する光が入射する受光面と、複数の接続端子が配設された対向面と、を有するシリコン層と、前記受光部と電気的に接続された導体を含む複数の導体層と、酸化シリコンよりも低誘電率の絶縁体を含む複数の絶縁層と、を有する、前記シリコン層の前記受光面に配設された再配線層と、前記再配線層を覆うように接着された透明部材と、を具備し、前記シリコン層の一部に、前記対向面側からエッチングされ前記再配線層まで到達しているエッチング領域があり、前記エッチング領域の底面に露出している前記再配線層の導体と電気的に接続されており、前記エッチング領域の壁面を介して前記対向面の接続端子まで延設されている、配線を有する、撮像装置であって、前記配線が、前記エッチング領域の前記底面に露出している前記再配線層の絶縁層の少なくとも一部を覆っておらず、前記エッチング領域が、絶縁材料からなる第１の保護膜を介して、金属材料からなる第２の保護膜で覆われている撮像装置、を挿入部の先端部に具備する。
本発明によれば、小型で信頼性の高い撮像装置、および小径で信頼性の高い内視鏡を提供できる。
＜第１実施形態＞
図１〜図４に示すように、第１実施形態の撮像装置１は、シリコン層１０と再配線層２０と接着層３０と透明部材であるカバーガラス４０とを具備する。
図１〜図４に示すように、第１実施形態の撮像装置１は、シリコン層１０と再配線層２０と接着層３０と透明部材であるカバーガラス４０とを具備する。
なお、図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率、積層数等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、図示および説明を省略する構成要素もある。例えば、シリコン層１０の酸化処理により表面に形成された酸化シリコン層は図示も説明もしていない。また、多層構造の再配線層２０は簡略化して図示している。
例えば、シリコン層１０の厚さ（Ｚ方向）は５０μｍ〜１００μｍであり、再配線層２０および接着層３０の厚さは５μｍ〜２０μｍ程度であり、カバーガラス４０の厚さは１５０μｍ〜５ｍｍである。
シリコン層１０にはＣＣＤ等からなる受光部１１が形成されている。受光部１１が受光する光が入射する受光面１０ＳＡと対向する対向面１０ＳＢには、信号ケーブルの導線等と複数の接続端子１３が配設されている。カバーガラス４０は、接着層３０を介してシリコン層１０の受光面１０ＳＡ側の再配線層２０に接着されている。
再配線層２０は、複数の導体層２１Ａと複数の絶縁層２１Ｂとが積層された多層配線からなる。再配線層２０は、受光部１１の微細配線と接続端子１３とを接続するための再配線回路を構成している。なお、図４に示すように、再配線層２０において、導体層２１Ａの導体２１ＡＡは、絶縁層２１Ｂの貫通孔に充填された導体を介して上下の導体と接続されている。また、導体層２１Ａの導体２１ＡＡの側面は絶縁体２１ＢＡが配設されている。すなわち、導体層２１Ａおよび絶縁層２１Ｂは、ともに導体２１ＡＡと絶縁体２１ＢＡとを含む層である。
そして、撮像装置１では、絶縁層２１Ｂは、酸化シリコンよりも低誘電率の材料、いわゆるＬｏｗ−ｋ材料からなる。
低誘電率材料とは、酸化シリコン（ｋ＝４．０）よりも比誘電率ｋが低い材料であり、好ましくは比誘電率ｋが３．０以下の材料である。低誘電率材料の比誘電率ｋの下限値は、技術的限界により、１．５以上、好ましくは２．０以上である。
撮像装置１では、絶縁層２１Ｂの低誘電率材料は、多孔質（ポーラス状）の炭素ドープシリコン酸化膜（ＳｉＯＣ）である。ポーラスＳｉＯＣは、その構造上、空隙を有している多孔質体として形成され、比誘電率ｋを２．７とすることも可能である。
絶縁層２１Ｂの材料としては、ＳｉＯＣの他、フッ素ドープシリコン酸化膜（ＳｉＯＦ／ＦＳＧ）、水素含有ポリシロキサン（ＨＳＱ）系材料、メチル含有ポリシロキサン（ＭＳＱ）系材料、有機系（ポリイミド系、パリレン系、フッ素系）材料等も使用可能である。
なお、一部の絶縁層、例えば、シリコン層１０と接している部分の絶縁体だけが、Ｌｏｗ−ｋ材料であってもよい。
撮像装置１は、小型で生産性に優れたチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）型である。ＣＳＰ型撮像装置は、多数の受光部１１が形成され、多数の再配線層２０も配設されている半導体ウエハとガラス基板とが接着された接合ウエハを切断することで製造される。また、撮像装置１のシリコン層１０は接合ウエハの状態で、半導体ウエハを薄膜化加工されることで作製される。
チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）型である撮像装置１では、カバーガラス４０は、再配線層２０の受光面側の表面２０ＳＡを完全に覆っている。また、図３等に示すように、再配線層２０には、外縁に沿った額縁状のガードリング２４が形成されている。ガードリング２４は、再配線層２０を配設するときに導体層２１Ａと同じ導体２１ＡＡにより同時に形成される。ガードリング２４は、再配線層２０を貫通する防湿壁であり、ガードリング２４の内側の低誘電率材料への水分の浸透を遮断している。
そして、撮像装置１では、シリコン層１０の端部に、対向面１０ＳＢ側からエッチングされることで、再配線層２０まで到達しているエッチング領域である切り欠き部１９が形成されている。シリコン層１０を除去するのは、再配線層２０の導体層２１Ａの導体２１ＡＡを表面２０ＳＢに露出するためである。切り欠き部１９の表面には、導体２１ＡＡだけでなく、Ｌｏｗ−ｋ材料からなる絶縁層２１Ｂも露出する。
切り欠き部１９に露出した導体２１ＡＡは配線１４と接続されている。複数の配線１４は、切り欠き部１９の壁面を介して対向面１０ＳＢの、それぞれの接続端子１３まで延設されている。言い替えれば、配線１４により、再配線層２０は接続端子１３と接続されている。
撮像装置１は、切り欠き部１９により導体２１ＡＡを表面２０ＳＢに露出しているため、貫通孔を形成する撮像装置よりも製造が容易で、小型化も容易である。しかし、切り欠き部１９の表面を配線１４の金属材料で完全に覆うことは出来ない。複数の配線１４は互いに絶縁されていなければならないためである。
撮像装置１では、切り欠き部１９の表面は、絶縁材料からなる第１の保護膜５０を介して金属材料からなる第２の保護膜６０で覆われている。
第１の保護膜５０は、絶縁層２１Ｂよりも耐湿性に優れた、例えば、酸化シリコンまたは窒化シリコンからなる。第２の保護膜６０は、導電性材料、例えば、銅からなる。
第１の保護膜５０は、導体からなる第２の保護膜６０が配設されても、その下の複数の配線１４の絶縁性を担保する機能を有する。さらに、２種類の異なる物性の保護膜が積層された構成は、１種類の材料からなる保護膜よりも防湿性に優れている。なお、第２の保護膜６０が更に絶縁材料からなる第３の保護膜で覆われていてもよい。
なお、第１の保護膜５０に貫通孔５０Ｈ１を形成し、いずれかの配線１４と第２の保護膜６０とを電気的に接続してもよい。例えば、接地電位の導体と接続されている配線１４が第２の保護膜６０と電気的に接続されていると、シールド効果により撮像装置１の耐ノイズ性が向上する。
また、第１の保護膜５０に貫通孔５０Ｈ２を形成し、いずれかの配線１４とガードリング２４とを電気的に接続してもよい。例えば、接地電位の導体と接続されている配線１４がガードリング２４と電気的に接続されていると、シールド効果により撮像装置１の耐ノイズ性が向上する。
なお、撮像装置１では、第１の保護膜５０に貫通孔５０Ｈ１および貫通孔５０Ｈ２が形成され、第２の保護膜６０およびガードリング２４が、１本の接地電位の配線１４と電気的に接続されている。
撮像装置１は、対向面１０ＳＢ側に複数の配線１４を配設するために切り欠き部１９が形成されている。そして、再配線層２０の絶縁層２１ＢがＬｏｗ−ｋ材料であっても、切り欠き部１９からの水分の浸入が防止されているため、信頼性が高い。
次に、撮像装置１の製造方法について簡単に説明する。なお、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａは上面図であり、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂは、それぞれ図５Ａ、図６Ａ、図７Ａの断面図である。また、図５Ａ〜図７Ｂに示す工程は、接合ウエハの状態で行われるが、個々の撮像装置として説明する。
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、シリコン層１０と再配線層２０と接着層３０とカバーガラス４０とを具備する接合ウエハ１０Ｗが作製される。
接合ウエハ１０Ｗの作製では、最初にシリコンウエハに受光部１１等の半導体回路が形成される。次に、シリコンウエハの上に再配線層２０が配設される。なお図３に示したように、再配線層２０には、受光部１１を取り囲むように、環状のガードリング２４が形成される。
ガードリング２４の材料は、低誘電率材料よりも耐湿性に優れた材料から、製造工程と撮像装置１の仕様とに応じて選択される。撮像装置１では、ガードリング２４は、再配線層２０の一部であり、ガードリング２４は再配線層２０を形成するときに、同時に形成される。すなわち、ガードリング２４は、再配線層２０の形成工程に準じて、複数の層が積層されることにより形成された額縁状の層からなる。なお、絶縁層２１Ｂの一部は、ガードリング２４の外側にも存在するが、ガードリング２４の内部への水分の浸透は防止されている。
そして、接着層３０を介してガラスウエハが接合され接合ウエハが作製される。そして、接合ウエハのシリコンウエハが対向面１０ＳＢから研磨されシリコン層１０に加工される。なお、接着層３０は、絶縁層２１Ｂの低誘電率材料よりも耐湿性に優れた、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等の透明樹脂からなる。また、透明部材は、受光部１１が受光する光の波長領域において透過率が高い材料であれば、樹脂等から構成されていてもよい。厚さが十分に厚い透明部材は受光面側からの水分の浸透を遮断している。
図５Ａに示すように、再配線層２０のシリコン層１０と接している面２０ＳＡには、受光部１１と接続された導体２１ＡＡが接している。導体２１ＡＡは、周囲を絶縁体２１ＢＡで囲まれている
次に、シリコン層１０の端面が、例えば、ＫＯＨまたはＴＭＡＨ等のアルカリ溶液を用いたウエットエッチングにより除去され、切り欠き部１９が形成される。なお、エッチング処理はウエハ状態で行われるため、厳密には、個片化後の撮像装置においてシリコン層１０の端面となる領域がエッチングされる。シリコン層１０は薄層化されているため、対向面１０ＳＢの側からのエッチングにより再配線層２０まで到達するエッチング領域を形成するのは容易である。
そして、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、切り欠き部１９の表面に露出した導体２１ＡＡと接続端子１３とを電気的に接続する配線１４が配設される。例えば、配線１４はスパッタ法またはめっき法により配設された銅パターンである。配線１４は、エッチング領域から切り欠き部１９の側面を介して、対向面１０ＳＢまで延設されている。なお、配線１４の配設と同時に接続端子１３を配設してもよいし、配線１４の配設後に接続端子１３を配設してもよい。
ここで、図６Ａに示すように、複数の配線１４が配設された切り欠き部１９の開口部である表面１９Ｓには、配線１４だけで無く、絶縁体２１ＢＡも露出している。
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、切り欠き部１９の表面１９Ｓが絶縁材料からなる第１の保護膜５０で覆われる。第１の保護膜５０は、表面１９Ｓの少なくとも導体２１ＡＡおよび絶縁体２１ＢＡを覆っていればよい。第１の保護膜５０は、例えば、厚さが０．５μｍ以上１０μｍ以下のスパッタ法により成膜された酸化シリコンからなる。第１の保護膜５０は、フォトレジスト等の有機物により構成されていてもよい。
そして、第１の保護膜５０の上に、さらに金属からなる第２の保護膜６０が配設される。第２の保護膜６０は、例えば、厚さが０．５μｍ以上１０μｍ以下のスパッタ法により成膜された銅からなる。第２の保護膜６０は、カーボン等の導電体微粒子を含有する樹脂により構成されていてもよい。
そして、ウエハは、切断により図１等に示した複数の撮像装置１に個片化される。
撮像装置１の再配線層２０は、側面からの水分の浸透はガードリング２４により遮断され、受光面１０ＳＡからの水分の浸透はカバーガラス４０により遮断されている。そして、切り欠き部１９からの水分の浸透は第１の保護膜および第２の保護膜により遮断されている。
すなわち、撮像装置１は、絶縁層への水分の浸入が防止されているため信頼性が高い。
撮像装置１は、例えば、８５℃、湿度８５％の高温多湿環境に１０００時間放置しても特性が劣化することがなかった。
＜第１実施形態の変形例＞
次に、第１実施形態の変形例の撮像装置１Ａについて説明する。撮像装置１Ａは、第１実施形態の撮像装置１と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
次に、第１実施形態の変形例の撮像装置１Ａについて説明する。撮像装置１Ａは、第１実施形態の撮像装置１と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
図８に示すように、撮像装置１Ａでは、ガードリング２４Ａが再配線層２０を貫通するトレンチ（溝）に充填された金属材料により構成されている。
すなわち、再配線層２０にガードリングが形成されていない場合には、切り欠き部１９を形成した後に、再配線層２０に受光部１１を取り囲む額縁状のトレンチが形成される。トレンチは再配線層２０を貫通し接着層３０を底面とする。
そして、例えば、金属材料、例えば、銅からなる配線１４を配設するときに、同時にトレンチに銅が充填される。なお、配線１４の配設後に接続端子１３が配設される場合には、接続端子１３の配設と同時にトレンチに銅が充填されてもよい。
なお、側面からの水分の浸透を遮断するために、ガードリング２４に替えて、撮像装置１の側面を絶縁材料または金属材料の少なくともいずれかからなる保護層で覆ってもよい。また、トレンチにＯリングを嵌合してもよい。
切り欠き部１９からの水分の浸透が第１の保護膜および第２の保護膜により遮断されおり、かつ、側面からの水分の浸透を遮断する構成を有する撮像装置は、いずれも撮像装置１の効果を有する。
＜第２実施形態＞
次に第２実施形態の撮像装置１Ｂについて説明する。撮像装置１Ｂは、第１実施形態の撮像装置１と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
次に第２実施形態の撮像装置１Ｂについて説明する。撮像装置１Ｂは、第１実施形態の撮像装置１と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
図９〜図１１に示すように、撮像装置１Ｂでは、エッチング領域が、シリコン層１０を貫通する複数の貫通孔１０Ｈである。壁面が傾斜面の貫通孔１０Ｈは、アルカリ溶液を用いたウエットエッチングにより形成される。
図１０に示すように、貫通孔１０Ｈの底面には、Ｌｏｗ−ｋ材料からなる絶縁体２１ＢＡが露出している。しかし、貫通孔１０Ｈの開口は、絶縁材料からなる第１の保護膜である絶縁層５０Ｂおよび金属材料からなる第２の保護膜である金属層６０Ｂにより覆われている。
このため、撮像装置１Ｂは、対向面１０ＳＢ側から、貫通孔１０Ｈを介して水分が絶縁層２１Ｂに浸透するおそれがなく、撮像装置１と同じように、信頼性が高い。
なお、貫通孔１０Ｈの底面を、配線１４Ｂで覆ったり、導体で充填したりすることも可能ではあるが、工程が繁雑となる。これに対して、絶縁層５０Ｂおよび金属層６０Ｂの配設は、容易である。
また、絶縁層５０Ｂおよび金属層６０Ｂは、少なくともＬｏｗ−ｋ材料からなる絶縁体２１ＢＡを覆っていればよいが、逆に、貫通孔１０Ｈの開口だけでなく、対向面１０ＳＢを広く覆っていてもよい。
＜第２実施形態の変形例＞
次に、第２実施形態の変形例の撮像装置１Ｃ〜１Ｅについて説明する。変形例の撮像装置１Ｃ〜１Ｅは、第２実施形態の撮像装置１Ｂと類似しており、撮像装置１Ｂの効果を有するので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
次に、第２実施形態の変形例の撮像装置１Ｃ〜１Ｅについて説明する。変形例の撮像装置１Ｃ〜１Ｅは、第２実施形態の撮像装置１Ｂと類似しており、撮像装置１Ｂの効果を有するので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
＜第２実施形態の変形例１＞
撮像装置１Ｂでは貫通孔１０Ｈはウエットエッチングにより形成されたため、壁面はテーパー形状であった。これに対して、図１２Ａおよび図１２Ｂに示す変形例１の撮像装置１Ｃでは、貫通孔１０ＨＣはドライエッチングで形成されるため、その壁面は略垂直である。
撮像装置１Ｂでは貫通孔１０Ｈはウエットエッチングにより形成されたため、壁面はテーパー形状であった。これに対して、図１２Ａおよび図１２Ｂに示す変形例１の撮像装置１Ｃでは、貫通孔１０ＨＣはドライエッチングで形成されるため、その壁面は略垂直である。
ドライエッチングには、ＣＦ４、ＣＨＦ３、またはＣ２Ｆ６等のフッ素系ガスを用いる。ドライエッチングにより形成された貫通孔１０ＨＣは、ウエットエッチングにより形成された貫通孔１０Ｈよりも高密度に形成できるため、撮像装置１Ｃは撮像装置１Ｂよりも小型である。
＜第２実施形態の変形例２、３＞
撮像装置のガードリングは、側面からの水分の浸入を防止することができるのであれば、その形状は問わない。また、再配線層２０の作成時に同時に形成されてもよいし、再配線層２０を貫通するトレンチを用いて配設してもよい。
撮像装置のガードリングは、側面からの水分の浸入を防止することができるのであれば、その形状は問わない。また、再配線層２０の作成時に同時に形成されてもよいし、再配線層２０を貫通するトレンチを用いて配設してもよい。
図１３Ａに示すように、変形例２の撮像装置１Ｄのガードリング２４Ｄは、貫通孔１０Ｈを取り囲むように環状に形成されている。
また、図１３Ｂに示す変形例３の撮像装置１Ｅのガードリング２４Ｅは、貫通孔１０Ｈを取り囲むように形成されている。
切り欠き部１９からの水分の浸透が第１の保護膜５０および第２の保護膜６０により遮断されおり、かつ、側面からの水分の浸透を遮断するガードリング２４Ｄ、２４Ｅを有する撮像装置１Ｄ、１Ｅは、いずれも撮像装置１の効果を有する。
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態の内視鏡２を含む内視鏡システム９について説明する。
次に、第３実施形態の内視鏡２を含む内視鏡システム９について説明する。
図１４に示すように、内視鏡システム９は、内視鏡２と、プロセッサ５Ａと、光源装置５Ｂと、モニタ５Ｃと、を具備する。内視鏡２は、挿入部３を被検体の体腔内に挿入することによって、被検体の体内画像を撮像し撮像信号を出力する。すなわち、内視鏡２は挿入部３の先端部に、撮像装置１、１Ａ〜１Ｅのいずれかを具備する。
内視鏡２の挿入部３の基端側には、内視鏡２を操作する各種ボタン類が設けられた操作部４が配設されている。操作部４には、被検体の体腔内に生体鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入するチャンネルの処置具挿入口４Ａがある。
挿入部３は、撮像装置１が配設されている先端部３Ａと、先端部３Ａの基端側に連設された湾曲自在な湾曲部３Ｂと、この湾曲部３Ｂの基端側に連設された可撓管部３Ｃとによって構成される。湾曲部３Ｂは、操作部４の操作によって湾曲する。
操作部４の基端部側に配設されたユニバーサルコード４Ｂには、先端部３Ａの撮像装置１と接続された信号ケーブル７５が挿通している。
ユニバーサルコード４Ｂは、コネクタ４Ｃを介してプロセッサ５Ａおよび光源装置５Ｂに接続される。プロセッサ５Ａは内視鏡システム９の全体を制御するとともに、撮像装置１が出力する撮像信号に信号処理を行い画像信号として出力する。モニタ５Ｃは、プロセッサ５Ａが出力する画像信号を表示する。
光源装置５Ｂは、例えば、白色ＬＥＤを有する。光源装置５Ｂが出射する白色光は、ユニバーサルコード４Ｂを挿通するライトガイド（不図示）を介して先端部３Ａの照明光学系３Ｄ（図２Ｂ参照）に導光され、被写体を照明する。
内視鏡２は、挿入部の先端部に信頼性の高い撮像装置１、１Ａ〜１Ｅを具備するため、信頼性が高い。
本発明は上述した実施形態、又は変形例等に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。
１、１Ａ〜１Ｅ…撮像装置
２…内視鏡
９…内視鏡システム
１０…シリコン層
１０Ｈ…貫通孔
１１…受光部
１３…接続端子
１４…配線
１９…切り欠き部
２０…再配線層
２１Ａ…導体層
２１Ｂ…絶縁層
２４…ガードリング
３０…接着層
４０…カバーガラス
５０…第１の保護膜
６０…第２の保護膜
２…内視鏡
９…内視鏡システム
１０…シリコン層
１０Ｈ…貫通孔
１１…受光部
１３…接続端子
１４…配線
１９…切り欠き部
２０…再配線層
２１Ａ…導体層
２１Ｂ…絶縁層
２４…ガードリング
３０…接着層
４０…カバーガラス
５０…第１の保護膜
６０…第２の保護膜
Claims (9)
- 受光部が受光する光が入射する受光面と、複数の接続端子が配設された対向面と、を有するシリコン層と、
前記受光部と電気的に接続された導体を含む複数の導体層と、酸化シリコンよりも低誘電率の絶縁体を含む複数の絶縁層と、を有する、前記シリコン層の前記受光面に配設された再配線層と、
前記再配線層を覆うように接着された透明部材と、を具備し、
前記シリコン層の一部に、前記対向面側からエッチングされ前記再配線層まで到達しているエッチング領域があり、
前記エッチング領域の底面に露出している前記再配線層の導体と電気的に接続されており、前記エッチング領域の壁面を介して前記対向面の接続端子まで延設されている、配線を有する撮像装置であって、
前記配線が、前記エッチング領域の前記底面に露出している前記再配線層の絶縁層の少なくとも一部を覆っておらず、
前記エッチング領域が、絶縁材料からなる第１の保護膜を介して、金属材料からなる第２の保護膜で覆われていることを特徴とする撮像装置。 - 前記エッチング領域が、前記シリコン層の端部の切り欠き部であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
- 前記エッチング領域が、前記シリコン層を貫通する貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
- 前記再配線層の複数の導体のいずれかと前記第２の保護膜とが、前記第１の保護膜の貫通孔を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
- 前記配線と前記第２の保護膜とが同じ材料からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
- 前記再配線層に外縁に沿ったガードリングが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
- 前記第２の保護膜と前記ガードリングとが、前記第１の保護膜の貫通孔を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
- 前記ガードリングが、前記再配線層を貫通するトレンチに充填された金属材料により構成されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の撮像装置。
- 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の撮像装置を、挿入部の先端部に具備することを特徴とする内視鏡。
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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